ITPD20090379A1 - LED LAMP FOR ROAD LIGHTS - Google Patents
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Description
LAMPADA A LED PER L’ILLUMINAZIONE STRADALE LED LAMP FOR STREET LIGHTING
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Il presente brevetto à ̈ attinente ai dispositivi di illuminazione stradale ed in particolare concerne una nuova lampada a LED per l’illuminazione stradale. Sono noti i dispositivi di illuminazione stradale comprendenti delle lampade poste in quota e distribuite, tra loro adeguatamente distanziate, lungo il tracciato della strada, e dove ciascuna lampada illumina un tratto della strada stessa. This patent relates to street lighting devices and in particular concerns a new LED lamp for street lighting. Street lighting devices are known comprising lamps placed at a height and distributed, suitably spaced apart, along the layout of the road, and where each lamp illuminates a section of the road itself.
Dette lampade per l’illuminazione stradale devono avere luminosità tale ed essere distribuite lungo la strada in modo da ottenere una visibilità notturna sufficiente a garantire adeguate condizioni di sicurezza per la circolazione viaria, per veicoli di qualunque genere e pedoni. These street lighting lamps must have such brightness and be distributed along the road in such a way as to obtain sufficient nighttime visibility to ensure adequate safety conditions for road traffic, for vehicles of any kind and for pedestrians.
Le lampade per l’illuminazione stradale, in particolare, devono rendere visibili la strada, i veicoli, i pedoni ed eventuali ostacoli presenti sul suolo stradale e nelle sue vicinanze, e per questo devono garantire un sufficiente contrasto tra lo sfondo e l’oggetto da vedere, senza provocare abbagliamento. Street lighting lamps, in particular, must make the road, vehicles, pedestrians and any obstacles present on the road surface and in its vicinity visible, and for this they must ensure sufficient contrast between the background and the background. object to see, without causing glare.
A tale scopo, le lampade per l’illuminazione stradale illuminano la pavimentazione stradale, sfruttandone le caratteristiche di riflessione e diffusione. For this purpose, street lighting lamps illuminate the road pavement, exploiting its reflection and diffusion characteristics.
La luce emessa dalle lampade di illuminazione stradale deve inoltre incidere la superficie della strada con un angolo che permetta una sufficiente riflessione e diffusione della luce e, che, nel contempo, non provochi l’abbagliamento degli utenti della strada. The light emitted by street lighting lamps must also affect the surface of the road at an angle that allows sufficient reflection and diffusion of the light and, at the same time, does not cause glare for road users.
Pertanto, l’angolo di diffusione della luce emessa dalle lampade di illuminazione stradale deve essere limitato mediante deflettori o armature collocate sulle lampade stesse. Therefore, the angle of diffusion of the light emitted by street lighting lamps must be limited by means of deflectors or armatures placed on the lamps themselves.
Sono noti dispositivi di illuminazione stradale che utilizzano le note lampade a scarica, al sodio, che sono omnidirezionali, ossia diffondono la luce in tutte le direzioni, e sono dotate di deflettori che orientino il fascio luminoso verso l’area da illuminare. Street lighting devices are known which use the known sodium discharge lamps, which are omnidirectional, ie they diffuse the light in all directions, and are equipped with deflectors which direct the light beam towards the area to be illuminated.
Sono noti dispositivi di illuminazione stradale che utilizzano lampade a LED, che presentano alcuni vantaggi rispetto alla tradizionale illuminazione con lampade al sodio o a scarica. Street lighting devices are known which use LED lamps, which have some advantages over traditional lighting with sodium or discharge lamps.
Le lampade a LED hanno una vita utile più lunga rispetto alle lampade a scarica, necessitando quindi di una minore frequenza di interventi di manutenzione per la sostituzione dei corpi illuminanti. LED lamps have a longer useful life than discharge lamps, thus requiring less maintenance to replace the lighting bodies.
Le lampade a LED, inoltre, hanno un consumo energetico inferiore rispetto alle lampade a scarica, a parità di illuminazione. Furthermore, LED lamps have a lower energy consumption than discharge lamps, for the same lighting.
Le lampade a LED funzionano a voltaggio relativamente basso, limitando quindi i rischi di folgorazione in caso di malfunzionamento. LED lamps operate at relatively low voltage, thus limiting the risk of electrocution in the event of a malfunction.
Le lampade a LED possono essere accese e spente in modo immediato, a differenza delle note lampade a scarica che impiegano alcuni minuti per raggiungere la massima luminosità . Questo consente una maggiore elasticità di utilizzo poiché l’illuminazione stradale a LED può essere attivata in modo tempestivo solo quando effettivamente necessario, mentre può essere disattivata ad esempio in assenza di traffico. The LED lamps can be switched on and off immediately, unlike the well-known discharge lamps which take a few minutes to reach maximum brightness. This allows greater flexibility of use since the LED street lighting can be activated in a timely manner only when actually necessary, while it can be deactivated, for example, in the absence of traffic.
L’utilizzo delle lampade a LED per l’illuminazione stradale comporta una notevole riduzione dei consumi energetici e quindi minori costi di gestione oltre che un prolungamento della vita complessiva delle lampade. The use of LED lamps for street lighting involves a significant reduction in energy consumption and therefore lower operating costs as well as an extension of the overall life of the lamps.
Inconveniente principale delle lampade a LED o a scarica per l’illuminazione stradale del tipo noto consiste nel fatto che il fascio luminoso generato ha un angolo di diffusione determinato che non tiene conto della particolare collocazione della lampada rispetto alla strada né della particolare conformazione della strada in corrispondenza della lampada stessa. The main drawback of LED or discharge lamps for street lighting of the known type consists in the fact that the light beam generated has a determined diffusion angle that does not take into account the particular position of the lamp with respect to the road or the particular shape of the road at the lamp itself.
Ulteriore inconveniente della lampade a LED note consiste nel fatto che ciascun LED ha almeno due contatti elettrici esposti, che devono essere adeguatamente isolati e protetti dall’umidità , dalla pioggia e dalle infiltrazioni di acqua in genere, che ne provocherebbero l’ossidazione. A further drawback of the known LED lamps consists in the fact that each LED has at least two exposed electrical contacts, which must be adequately insulated and protected from humidity, rain and water infiltration in general, which would cause oxidation.
Le lampade a LED attualmente note hanno perciò l’inconveniente di richiedere particolari e complesse procedure di realizzazione e di assemblaggio, allo scopo di garantire l’ermeticità all’acqua e all’umidità . Oggetto del presente brevetto à ̈ un nuovo tipo di lampada a LED per l’illuminazione stradale. Currently known LED lamps therefore have the drawback of requiring particular and complex manufacturing and assembly procedures, in order to guarantee watertightness and humidity. The subject of this patent is a new type of LED lamp for street lighting.
Compito principale del presente trovato à ̈ quello di garantire un’adeguata illuminazione stradale dove necessario, senza provocare l’abbagliamento degli utenti, ma garantendo ottimali condizioni di visibilità per la sicurezza della circolazione di veicoli e pedoni. The main aim of the present invention is to guarantee adequate street lighting where necessary, without causing dazzling to users, but guaranteeing optimal conditions of visibility for the safety of the circulation of vehicles and pedestrians.
Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di orientare il fascio luminoso generato dai LED secondo una geometria che sarà funzione della conformazione della strada, ossia funzione della posizione in cui la lampada a LED à ̈ collocata sulla strada, ad esempio in corrispondenza di una curva o di un tratto rettilineo di strada o di un piazzale o altro. Another purpose of the present invention is to orient the light beam generated by the LEDs according to a geometry that will be a function of the shape of the road, i.e. a function of the position in which the LED lamp is placed on the road, for example in correspondence with a curve. or a straight stretch of road or a square or other.
Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di limitare i consumi energetici rispetto sia alle tradizionali lampade a scarica sia alle note lampade a LED. Altro scopo à ̈ quello di limitare i costi di manutenzione e di gestione. Another object of the present invention is to limit energy consumption with respect to both traditional discharge lamps and known LED lamps. Another purpose is to limit maintenance and management costs.
Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di permettere una maggiore flessibilità e ottimizzazione di utilizzo dell’illuminazione stradale in funzione del traffico veicolare e delle condizioni di visibilità in genere. Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di garantire il corretto funzionamento in qualunque condizione ambientale, poiché la nuova lampada à ̈ protetta dall’umidità e dalle infiltrazioni di acqua. Another object of the present invention is to allow greater flexibility and optimization of the use of street lighting as a function of vehicular traffic and visibility conditions in general. Another purpose of the present invention is to ensure correct operation in any environmental condition, since the new lamp is protected from humidity and water infiltrations.
Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di massimizzare la dissipazione termica. Another object of the present invention is to maximize thermal dissipation.
Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di ottimizzare il processo di realizzazione ed assemblaggio della nuova lampada, grazie a particolari componenti che accelerano le operazioni di laccatura dei contatti elettrici della lampada. Another object of the present invention is to optimize the manufacturing and assembly process of the new lamp, thanks to particular components which accelerate the lacquering operations of the electrical contacts of the lamp.
Questi ed altri scopi, diretti e complementari, sono raggiunti dal nuovo tipo di lampada a LED per illuminazione stradale, comprendente, nelle sue parti principali: These and other direct and complementary purposes are achieved by the new type of LED lamp for street lighting, comprising, in its main parts:
- almeno una piastra a LED, sulla quale à ̈ distribuita una pluralità di LED; - at least one LED plate, on which a plurality of LEDs are distributed;
- almeno una piastra ottica affacciata a detta piastra a LED dalla parte di detti LED, sulla quale à ̈ ricavata una pluralità di fori passanti o riflettori ottici, ciascuno posizionato in corrispondenza di uno di detti LED e dove ciascuno di detti fori ha asse longitudinale orientato rispetto alla focale del relativo LED, in funzione della direzione desiderata di diffusione della luce; - at least one optical plate facing said LED plate on the side of said LEDs, on which a plurality of through holes or optical reflectors are obtained, each positioned in correspondence with one of said LEDs and where each of said holes has an oriented longitudinal axis with respect to the focal length of the relative LED, as a function of the desired direction of diffusion of the light;
- almeno una piastra trasparente di chiusura affacciata a detta piastra ottica; - at least one transparent closing plate facing said optical plate;
- un’armatura di contenimento di dette piastre, conformata e realizzata in materiale atto a massimizzare la dispersione termica del calore prodotto dai LED in esercizio. - a containment armature for said plates, shaped and made of material designed to maximize the thermal dispersion of the heat produced by the LEDs in operation.
In particolare, detti fori della piastra ottica sono orientati in funzione della geometria che deve avere il fascio di luce emesso complessivamente dalla lampada, che dipende dalla collocazione che avrà la lampada lungo la strada. In particular, said holes in the optical plate are oriented according to the geometry that the light beam emitted by the lamp as a whole must have, which depends on the position that the lamp will have along the road.
Ad esempio il fascio di luce prodotto da ciascuna lampada potrà essere più ampio nel caso di lampada collocata in corrispondenza di un tratto rettilineo di strada o in corrispondenza di un piazzale o altra posizione in cui debba essere illuminata una superficie estesa, mentre il fascio di luce potrà essere più ristretto o diversamente orientato nel caso in cui la lampada sia collocata in corrispondenza di un tratto di strada curva. For example, the light beam produced by each lamp may be wider in the case of a lamp placed in correspondence with a straight stretch of road or in correspondence with a square or other position in which an extended surface must be illuminated, while the light beam it could be narrower or differently oriented if the lamp is placed in correspondence with a curved stretch of road.
Per proteggere ciascun LED dall’umidità e dall’acqua, la nuova lampada comprende almeno uno strato di lacca protettiva, distribuita su detta piastra a LED almeno sui contatti dei LED. To protect each LED from humidity and water, the new lamp comprises at least one layer of protective lacquer, distributed on said LED plate at least on the contacts of the LEDs.
Nella soluzione preferita, per velocizzare e rendere più precisa l’applicazione della lacca e per garantire la totale ermeticità della lampada, la nuova lampada comprende anche almeno un’ulteriore piastra distanziatrice atta ad essere affacciata e posta a contatto con detta piastra a LED dalla parte di detti LED, risultando quindi interposta tra detta piastra a LED e detta piastra ottica. In the preferred solution, to speed up and make more precise the application of the lacquer and to guarantee the total airtightness of the lamp, the new lamp also includes at least one further spacer plate able to be facing and placed in contact with said LED plate on the side of said LEDs, thus being interposed between said LED plate and said optical plate.
Detta piastra distanziatrice, realizzata in materiale elettricamente isolante, comprende una pluralità di fori passanti, ciascuno realizzato in corrispondenza di uno di detti LED e avente dimensioni superiori alle dimensioni del LED, per lasciare scoperti i contatti dei LED, e dove le pareti di detto foro fungono da contenimento per l’applicazione di detta lacca atta a ricoprire almeno detti contatti dei LED, che vengono così resi ermetici all’acqua e all’umidità . Said spacer plate, made of electrically insulating material, comprises a plurality of through holes, each made in correspondence with one of said LEDs and having dimensions greater than the dimensions of the LED, to leave the contacts of the LEDs uncovered, and where the walls of said hole they act as containment for the application of said lacquer suitable to cover at least said contacts of the LEDs, which are thus made airtight to water and humidity.
Detta piastra distanziatrice ha la funzione principale di ottimizzare il procedimento di realizzazione della piastra, poiché la distribuzione della lacca può avvenire con augelli automatizzati. Said spacer plate has the main function of optimizing the process of making the plate, since the distribution of the lacquer can take place with automated nozzles.
Il circuito elettrico della lampada comprende anche almeno un trasformatore preferibilmente con trimmer, per la regolazione della potenza assorbita dai LED, e una centralina elettronica atta a controllare i parametri elettrici del circuito nonché l’accensione e lo spegnimento di tutti o parte dei LED, in funzione delle esigenze di utilizzo, ad esempio in funzione dell’orario, delle condizioni di traffico, di luce, di visibilità , eccetera. The electrical circuit of the lamp also includes at least one transformer preferably with trimmer, for regulating the power absorbed by the LEDs, and an electronic control unit designed to control the electrical parameters of the circuit as well as the switching on and off of all or part of the LEDs. , according to the needs of use, for example according to time, traffic conditions, light, visibility, and so on.
La nuova lampada può quindi comprendere almeno un temporizzatore, uno o più sensori di traffico e/o di luminosità . The new lamp can therefore include at least one timer, one or more traffic and / or brightness sensors.
La nuova lampada ottimizza i consumi energetici, poiché à ̈ possibile spegnere tutti o parte dei LED ed à ̈ possibile ridurre la potenza di tutti o parte dei LED in condizioni di traffico ridotto, ad esempio di notte, o in condizioni di tenue luminosità , ad esempio nelle ore vicine al tramonto e all’alba. The new lamp optimizes energy consumption, since it is possible to turn off all or part of the LEDs and it is possible to reduce the power of all or part of the LEDs in low traffic conditions, for example at night, or in conditions of dim light. for example in the hours close to sunset and sunrise.
La nuova lampada può comprendere uno o più mezzi di trasmissione wireless, ad esempio ad onde radio, per comunicare con una o più lampade attigue, ad esempio per comandare l’accensione/spegnimento o per modulare la luminosità , simultaneamente o non simultaneamente, di tutte o parte delle lampade e dove ciascuna lampada può fungere da ripetitore per una o più lampade attigue. The new lamp can include one or more wireless transmission means, for example radio waves, to communicate with one or more adjacent lamps, for example to control the switching on / off or to modulate the brightness, simultaneously or not simultaneously, of all or part of the lamps and where each lamp can act as a repeater for one or more adjacent lamps.
La nuova lampada può comprendere una o più batterie di alimentazione. E’ anche possibile prevedere che detta lampada sia alimentata tramite dispositivi fotovoltaici, allo scopo di ridurre ulteriormente i consumi energetici. The new lamp may include one or more supply batteries. It is also possible to provide that said lamp is powered by photovoltaic devices, in order to further reduce energy consumption.
Le caratteristiche della nuova lampada saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alle tavole di disegno, allegate a titolo di esempio non limitativo. The characteristics of the new lamp will be better clarified by the following description with reference to the drawing tables, attached by way of non-limiting example.
In figura 1 à ̈ rappresentato un esploso della nuova lampada (1) a LED, dove sono visibili l’armatura (6), la piastra a LED (2), la piastra distanziatrice (3), la piastra ottica (4) e la piastra di chiusura (5). Figure 1 shows an exploded view of the new LED lamp (1), showing the armature (6), the LED plate (2), the spacer plate (3), the optic plate (4) and the closing plate (5).
In figura 2 Ã ̈ rappresentata una vista tridimensionale dal basso della nuova lampada (1) assemblata. Figure 2 shows a three-dimensional view from below of the new assembled lamp (1).
In figura 3 Ã ̈ rappresentata la sola armatura (6). Figure 3 shows only the armor (6).
In figura 4 à ̈ schematizzata in sezione una porzione della piastra a LED (2) accoppiata alla piastra distanziatrice (3), dove à ̈ visibile la laccatura (32) di un LED (21). Figure 4 schematically shows a section of a portion of the LED plate (2) coupled to the spacer plate (3), where the lacquering (32) of an LED (21) is visible.
In figura 5a e 5b sono rappresentate nel dettaglio in sezione due porzioni della piastra a LED (2) accoppiata alla piastra distanziatrice (3) e alla piastra ottica (4), dove sono indicate con linea tratto-punto le focali (22) dei LED (21) e le assi (42) dei riflettori ottici (41). Figures 5a and 5b show in sectional detail two portions of the LED plate (2) coupled to the spacer plate (3) and to the optical plate (4), where the focal lengths (22) of the LEDs are indicated with a dash-dot line. (21) and the shafts (42) of the optical reflectors (41).
La nuova lampada (1) a LED per illuminazione stradale comprende almeno una piastra a LED (2), sulla quale à ̈ presente una pluralità di LED (21), ordinatamente distribuiti preferibilmente ai nodi di una griglia quadrata o rettangolare, e dove ciascuno di detti LED (21) ha focale (22) sostanzialmente normale alla piastra (2). The new LED lamp (1) for street lighting includes at least one LED plate (2), on which there is a plurality of LEDs (21), neatly distributed preferably at the nodes of a square or rectangular grid, and where each of said LEDs (21) have a focal length (22) substantially normal to the plate (2).
Nella soluzione preferita, detta piastra a LED (2) comprende ad esempio 48 LED distribuiti su una griglia rettangolare 6 x 8, dove ciascun LED (21) assorbe una potenza massima di 2 W. In the preferred solution, said LED plate (2) comprises for example 48 LEDs distributed on a rectangular 6 x 8 grid, where each LED (21) absorbs a maximum power of 2 W.
Detta piastra a LED (2) à ̈ contrapposta ad almeno una piastra distanziatrice (3), di forma sostanzialmente corrispondente a detta piastra a LED (2) e sulla quale à ̈ ricavata una pluralità di fori passanti (31), distribuiti in posizioni corrispondenti a detti LED (21) della piastra a LED (2). Said LED plate (2) is opposed to at least one spacer plate (3), of a shape substantially corresponding to said LED plate (2) and on which a plurality of through holes (31) are obtained, distributed in corresponding positions to said LEDs (21) of the LED plate (2).
Ciascuno di detti fori passanti (31) della piastra distanziatrice (3) ha dimensioni maggiori rispetto alle dimensioni del LED (21), in modo da lasciare scoperto non solo il diodo (23) del LED (21) ma anche i contatti elettrici (24). Each of said through holes (31) of the spacer plate (3) has larger dimensions than the dimensions of the LED (21), so as to leave uncovered not only the diode (23) of the LED (21) but also the electrical contacts (24 ).
Le pareti (33) di detti fori passanti (31) di detta piastra distanziatrice (3) fungono da pareti di contenimento per la lacca (32) di protezione dall’umidità ed isolamento elettrico dei contatti (24) dei LED (21). The walls (33) of said through holes (31) of said spacer plate (3) act as containment walls for the lacquer (32) to protect against humidity and electrical insulation of the contacts (24) of the LEDs (21).
Inoltre detta lacca (32) ha anche la funzione di garantire lo stabile accoppiamento tra detta piastra a LED (2) e detta piastra distanziatrice (3). La nuova lampada (1) comprende anche almeno una piastra ottica (4) affacciata a detta piastra a LED (2) dalla parte di detti LED (21), detta piastra distanziatrice (3) essendo interposta tra detta piastra a LED (2) e detta piastra ottica (4). Furthermore, said lacquer (32) also has the function of ensuring the stable coupling between said LED plate (2) and said spacer plate (3). The new lamp (1) also comprises at least one optical plate (4) facing said LED plate (2) on the side of said LEDs (21), said spacer plate (3) being interposed between said LED plate (2) and said optical plate (4).
Su detta piastra ottica (4) à ̈ realizzata una pluralità di fori passanti o riflettori ottici orientati (41), ciascuno posizionato in corrispondenza di uno di detti LED (21). Ciascuno di detti fori (41) ha asse longitudinale (42) orientato rispetto alla focale (22) del relativo (LED). A plurality of through holes or oriented optical reflectors (41), each positioned in correspondence with one of said LEDs (21), is made on said optical plate (4). Each of said holes (41) has a longitudinal axis (42) oriented with respect to the focal length (22) of the relative (LED).
Ad esempio l’asse longitudinale (42) del riflettore ottico (41) di un LED (21) può essere in asse con la focale (22) del LED (21) stesso, come schematizzato in figura 5a. For example, the longitudinal axis (42) of the optical reflector (41) of a LED (21) can be in axis with the focal length (22) of the LED (21) itself, as shown schematically in figure 5a.
Oppure l’asse longitudinale (42) del riflettore ottico (41) di un LED (21) può essere disassato rispetto alla focale (22) del relativo LED (21), come schematizzato in figura 5b, formando con essa un angolo (α) qualunque inferiore a 90°. Or the longitudinal axis (42) of the optical reflector (41) of a LED (21) can be offset with respect to the focal length (22) of the relative LED (21), as shown in figure 5b, forming an angle with it (Î ±) any less than 90 °.
La nuova lampada (1) comprende infine almeno una piastra trasparente di chiusura (5), affacciata a detta piastra ottica (4), e almeno un’armatura (6) di contenimento di dette piastre (2, 3, 4, 5). Finally, the new lamp (1) comprises at least one transparent closing plate (5), facing said optical plate (4), and at least one armature (6) for containing said plates (2, 3, 4, 5) .
Detta armatura (6) à ̈ preferibilmente realizzata in alluminio ossia in altro materiale adatto all’uso e atto a disperdere il calore prodotto dai LED in esercizio. Said armature (6) is preferably made of aluminum, that is another material suitable for use and able to disperse the heat produced by the LEDs in operation.
Per massimizzare la dispersione del calore, detta armatura à ̈ particolarmente conformata come ad esempio rappresentato in figura 3, ossia comprende una superficie (61) ampia e una pluralità di nervature (62) per aumentare la superficie di scambio termico. To maximize heat dispersion, said armature is particularly shaped as shown for example in Figure 3, ie it comprises a large surface (61) and a plurality of ribs (62) to increase the heat exchange surface.
Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo. These are the schematic modalities sufficient for the skilled person to realize the invention, consequently, in concrete application there may be variations without prejudice to the substance of the innovative concept.
Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alle tavole accluse si esprimono le seguenti rivendicazioni. Therefore, with reference to the above description and the attached tables, the following claims are expressed.
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-
2009
- 2009-12-18 IT ITPD2009A000379A patent/IT1396979B1/en active
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